上图:热图的等高线显示了立方砷化硼的温度变化.
大卫Broido
这一发现与Broido非常规的高导热性一致, 理论物理学家, 同事们之前已经在立方砷化硼中发现.
Ravichandran的计算表明，压缩后, 首先，这种材料的导热性更好, 和大多数材料类似. 但是随着压缩的增加, 砷化硼的导热性变差, 共同作者在文章中写道, 题目为“砷化硼导热系数的非单调压力依赖性”.”
这种奇怪的行为源于砷化硼中热量传递的不寻常方式, 一种由声子携带热量的电绝缘晶体—构成晶体的原子的振动，布罗伊多说. “像砷化硼这样的材料对热量流动的阻力是由声子之间发生的碰撞引起的,他补充道.
他说，量子物理学表明，这些碰撞一次至少发生在三个声子之间. 几十年来,, 人们一直认为只有三个声子之间的碰撞才是重要的, 特别是对于好的导热体.
立方砷化硼是不寻常的，因为大部分的热量是由声子传输的，很少以三联体碰撞, 几年前，布罗伊多和他的合作者就预测到了这一特征, 包括橡树岭国家实验室的Lucas Lindsay和海军太阳城官网实验室的Tom Reinecke.
事实上, 在砷化硼中，三个声子之间的碰撞是如此罕见，以至于四个声子之间的碰撞, 这被认为是微不足道的, 竞相限制热量的传递, 正如其他理论家所证明的那样, 以及由Broido和Ravichandran在早期的出版物中提出的.
由于声子三联体之间的这种罕见的碰撞过程, 立方砷化硼已被证明是一种优良的导热体, 最近的测量证实了这一点.
利用这些最新的见解, Ravichandran和Broido通过施加静水压力证明了这一点, 三声子和四声子碰撞之间的竞争可以, 事实上, 在材料中调制.
“当砷化硼被压缩时, 令人惊讶的是, 三声子碰撞变得更加频繁, 而四声子相互作用变得不那么频繁, 导致导热系数先增大后减小,拉维昌兰说. “这种三声子和四声子碰撞对施加压力的竞争反应从未在任何其他材料中被预测或观察到.”
理论家们的工作, 由海军太阳城官网办公室的多大学太阳城官网计划资助, 会被实验学家用来证明这个概念吗, Broido说.
“这一科学预测有待测量结果的证实, 但是，所使用的理论和计算方法已经被证明是准确的，通过与许多其他材料的测量进行比较, 所以我们有信心，实验将会测量出与我们发现的相似的行为,布洛伊多说.
“更广泛的, 我们开发的理论方法也可能对太阳城官网可能发生高温高压的下地幔有用,拉维昌兰说. “因为在地球深处获得实验数据是具有挑战性的, 我们的预测计算模型可以帮助我们对存在于那里的极端温度和压力条件下的热流本质有新的认识."
Broido和Ravichandran称赞太阳城网赌平台太阳城官网服务主任Barry Schaudt在提供计算机集群资源方面的帮助，这些资源支持了这项太阳城官网的大部分计算.
—Ed Hayward / University Communications | 2019年3月